Full characterization of the small RNA transcriptome using novel computational methods for high-throughput sequencing data: study of miRNA variability in eukaryote organisms.

Abstract

In this thesis we have developed a user-friendly tool, SeqBuster, for the analysis of small RNA (sRNA) data generated by next generation sequencing strategies, with special emphasis on deep characterization of miRNA variants (isomiRs). We tested the tool using public datasets, revealing an unexpected amount of isomiRs in the total miRNA profile in different species. In addition, we detected all known classes of non-miRNA sRNAs and new sRNAs with a still unassigned function. Furthermore, we studied the implication of miRNAs and isomiRs in human brain development and aging and in Huntington disease, concluding that miRNAs/isomiRs may contribute to central nervous system physiological and pathological conditions. Overall, our results have uncovered a new layer of complexity in miRNAs, with probable consequences in mRNA mediated gene expression regulation underlying different biological functions. Furthermore SeqBuster may be extremely useful to identify sRNA sequences with a putative regulation role in selective biological processesEn esta tesis hemos desarrollado una herramienta, SeqBuster, para el análisis de datos de RNA (sRNA) de pequeño tamaño generados por las nuevas tecnologías de secuenciación, con especial énfasis en la caracterización de variantes de los miRNAs. Aplicamos la herramienta a datos públicos de secuenciación, lo que reveló una inesperada abundancia de isomiRs en diferentes especies. Ademas, detectamos todas las clases conocidas de otros sRNAs y de nuevos sRNAs con funciones desconocidas. También estudiamos la implicación de los miRNAs e isomiRs en el desarrollo y envejecimiento del cerebro humano, y en la enfermedad de Huntington. Nuestros resultados resaltan una posible importancia de la plasticidad de secuencia de los miRNAs, con probables consecuencias en la regulación de la expresión génica, subyacente a varias funciones biológicas. Por último, SeqBuster, podría ser extremadamente útil para identificar nuevos sRNAs con una posible función en determinados procesos biológicos.Programa de doctorat en Biomedicina